步驟 3━電源效率和功耗優(yōu)化

　　用戶可以點擊“Loss Estimation and Breakdown”選項卡，進(jìn)入下一個步驟，以優(yōu)化電源效率和功耗。如圖 5 所示，用戶選定 MOSFET 并點擊“update”軟鍵后，程序就會給出在給定輸入電壓時電源效率和功耗隨負(fù)載電流變化的曲線，該曲線可能隨著 VIN滑動條的變化而變化。詳細(xì)的功耗數(shù)字餅圖可進(jìn)一步幫助用戶了解和調(diào)整設(shè)計參數(shù)和組件，以最大限度降低某些情況下的功耗，優(yōu)化總體效率。

　　圖 5：設(shè)計步驟 3：優(yōu)化效率和功耗

　　LTpowerCAD 功耗估算基于很多組件模型和方程。這包括功率 MOSFET、電感器、電容器和 IC 柵極驅(qū)動器的功耗。不過，要獲得實時結(jié)果，器件功耗模型使用的是簡化的行為模型，而不是復(fù)雜的物理模型。請注意，在LTpowerCAD中，還沒有電感器 AC 功耗的模型，但是用戶可以選擇輸入這個功耗值。因此，估計的效率有可能比實際硬件效率高幾個百分點。即使如此，這個工具程序仍然提供了一種實時、快速的估算方法，可幫助用戶選擇和比較各種不同的可選組件，尤其是電感器和功率 MOSFET。

　　步驟 4━反饋環(huán)路設(shè)計和瞬態(tài)優(yōu)化

　　下一步是設(shè)計電壓反饋環(huán)路以及以良好的穩(wěn)定性裕度優(yōu)化負(fù)載瞬態(tài)性能。這一步常常被看作是最具挑戰(zhàn)性的電源設(shè)計任務(wù)之一。LTpowerCAD設(shè)計工具使這個任務(wù)變得簡單和容易了。

　　圖 6 顯示了環(huán)路和瞬態(tài)設(shè)計頁面。環(huán)路增益的波德圖可以實時調(diào)節(jié)，以通過調(diào)整補(bǔ)償 R/C 值，實現(xiàn)所希望的環(huán)路帶寬和相位裕度。詳細(xì)的環(huán)路設(shè)計概念在參考資料中給出。就一個開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器而言，通常建議在交叉頻率上有超過 45 度甚至 60 度的相位裕度，在 1/2 電源開關(guān)頻率fSW上有至少 8dB 增益衰減。頁面中有很多選項卡，其中有一個選項卡提供電源輸出阻抗圖，以向用戶提供更多環(huán)路設(shè)計細(xì)節(jié)。負(fù)載瞬態(tài)圖可供用戶定義負(fù)載步進(jìn)大小和電流轉(zhuǎn)換率。用戶可以針對給定設(shè)計“凍結(jié)曲線”，然后改變設(shè)計值或組件選擇，產(chǎn)生另外的設(shè)計，并在這些設(shè)計之間進(jìn)行比較，以獲得最佳結(jié)果。

　　圖 6：設(shè)計步驟 4：反饋環(huán)路和負(fù)載瞬態(tài)設(shè)計

　　就給定負(fù)載瞬態(tài)條件 （負(fù)載電流步進(jìn)大小和轉(zhuǎn)換率） 和 VOUT過沖/下沖目標(biāo)限制而言，用戶可以調(diào)節(jié)環(huán)路，檢查環(huán)路帶寬、穩(wěn)定性和瞬態(tài)性能。如果瞬態(tài)性能仍然不能滿足目標(biāo)，那么用戶可以提高輸出電容器 （包括大容量電容器和陶瓷電容器），然后重新調(diào)節(jié)環(huán)路，直到滿足設(shè)計目標(biāo)為止。既然LTpowerCAD負(fù)載瞬態(tài)圖是從小信號模型中得出的，速度非常快，但僅是一階近似的。因此，有必要留出足夠 （20% 至 30%） 的瞬態(tài)設(shè)計裕度。

　　為了保證環(huán)路設(shè)計準(zhǔn)確度，每個 LTpowerCAD設(shè)計工具在發(fā)布之前，我們的工程師對其在凌力爾特的標(biāo)準(zhǔn)演示電路板和環(huán)路測量上進(jìn)行試驗臺驗證。不過，在用戶的設(shè)計中，設(shè)計結(jié)果可能受到組件寄生值變化的影響，例如不準(zhǔn)確的電容器 ESR 值。因此，用戶有必要通過原型測試驗證其最終設(shè)計。

　　步驟 5━附有 BOM 和 PCB 尺寸的總結(jié)報告

　　在最后這個步驟中，用戶可以進(jìn)入總結(jié)頁面，該頁面提供設(shè)計性能總結(jié) （圖 7） 以及簡要的電源組件材料單 （BOM） 和組件總體占板面積的粗略估計。總結(jié)報告也可以打印出來。

　　圖 7：設(shè)計步驟 5：總結(jié)、BOM 和設(shè)計方案尺寸

　　（可選） 步驟 6 ━輸出到LTspice仿真程序中

　　這個步驟是可選的，將LTpowerCAD設(shè)計結(jié)果輸出到LTspice仿真文件中，以進(jìn)行實時仿真，詳細(xì)檢查電源穩(wěn)定狀態(tài)、瞬態(tài)波形和性能。在 LTpowerCAD原理圖頁面點擊LTspice軟鍵，將LTpowerCAD中的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)輸出到LTspice仿真電路中，就可以完成這個步驟 （圖 8）。

　　圖 8：可選的步驟 6：輸出到LTspice電路以進(jìn)行仿真

　　設(shè)計方案庫

　　LTpowerCAD 設(shè)計方案庫是一個重要功能，可幫助用戶快速獲得最終設(shè)計和很好的結(jié)果。如圖 9 所示，在主原理圖頁面，通過點擊“Solution Library”軟鍵，用戶可以發(fā)現(xiàn)很多針對特定凌力爾特產(chǎn)品的已有設(shè)計。這些設(shè)計可能是凌力爾特的標(biāo)準(zhǔn)演示電路板、數(shù)據(jù)表電路或參考設(shè)計。這些設(shè)計中很多都經(jīng)過實驗室測試和驗證，從而使用戶能夠從一個經(jīng)過驗證的已有樣例開始新的設(shè)計。此外，用戶可以保存自己的設(shè)計，建立自己的設(shè)計方案庫，以備日后使用。

　　圖 9：已有設(shè)計方案庫為將來的設(shè)計提供了一個良好的起點

　　“與新發(fā)布同步”更新，安全性更高

　　LTpowerCAD II 設(shè)計工具是基于Microsoft Windows PC 的程序。用戶可以下載該程序，將其安裝在本地 PC 中。與基于 Web 的設(shè)計工具相比，LTpowerCAD可以利用強(qiáng)大的本地 PC之所有功能和資源，而且不會受到互聯(lián)網(wǎng)和電腦資源共享的限制，也不需要擔(dān)心數(shù)據(jù)安全性問題。安裝完成后，用戶不需要互聯(lián)網(wǎng)連接，就可以運行程序。而且，用戶還可以定期點擊程序起始頁面上的“SYNC RELEASE”軟鍵，檢查程序更新，例如新工具和新功能，而無需安裝新的LTpowerCAD。

　　總結(jié)

　　LTpowerCAD 設(shè)計工具提供了一種強(qiáng)大、易用的方法，可通過 5 個簡便的步驟為新的電源設(shè)計關(guān)鍵參數(shù)。其標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方案庫和用戶設(shè)計方案庫使設(shè)計師能夠利用很多已有設(shè)計。設(shè)計結(jié)果可以非常容易地輸出到LTspice中以進(jìn)行仿真，進(jìn)而詳細(xì)評估性能。LTpowerCAD還有很多更細(xì)致的功能，本文尚未提及（請查閱參考資料）。總之，LTpowerCAD設(shè)計工具可幫助系統(tǒng)工程師快速設(shè)計新的設(shè)計方案，并取得很好的結(jié)果，而且能夠最大限度減少所需工作量和時間。